Física para o Ensino Médio Gravitação, Eletromagnetismo e ... - pucrs

Prof. Cássio Stein Moura
As leis da mecânica de Newton são baseadas no princípio da
relatividade de Galileu. Elas continuam sendo válidas para fenômenos
que acontecem a baixas velocidades, que é o quotidiano da maioria das
pessoas. No entanto, quando vamos a velocidades mais altas, aquelas
leis perdem a validade e temos que usar a relatividade de Einstein. Para
que os efeitos relativísticos sejam notados é necessário que os corpos
se movimentem a uma velocidade de pelo menos 10% da velocidade da
luz, que é de 300.000 km/s.
Cabe agora, enunciar o segundo postulado da relatividade
de Einstein.
2- A velocidade da luz no vácuo c é a máxima velocidade que pode
ser atingida no universo e é sempre a mesma para qualquer referencial.
Para analisar as consequências destes dois postulados, vamos
continuar a nossa experiência mental.
Após as merecidas férias, Filomena desembarca no porto e toma
um trem de levitação magnética para ir para casa. Este trem atinge uma
velocidade de cerca de 500 km/h e não faz nenhuma escala entre a primeira
e a última parada de sua linha. Meia hora antes de chegar ao destino
final do trem, Filomena resolve retocar a maquilagem. Com a mão
esquerda tira da bolsa um pequeno espelho. Como é noite, Filomena
precisa ligar a luz que fica no teto do trem acima de sua poltrona. Com
o braço direito, Filomena aciona o botão da luz no braço da poltrona.
Casualmente, no exato instante que Filomena ligou a luz, ela passava
por uma pequena estação ferroviária onde algumas pessoas esperavam
a chegada do próximo trem. Uma pessoa na estação observa o exato
instante em que a luz interna do trem foi ligada por Filomena e marca no
seu relógio o tempo em que isso ocorreu. O feixe de luz é então emitido
da lâmpada e atinge o espelho na mão esquerda de Filomena, que casualmente
está na posição horizontal. Assim, o feixe acaba sendo refletido
de volta ao ponto inicial. Uma segunda pessoa que estava mais adiante
na estação ferroviária, marca em seu relógio o instante exato em que o
feixe retorna à lâmpada. Filomena também cronometra em seu relógio
o tempo Dt que a luz levou para ser emitida, refletir no espelho e chegar
novamente ao ponto de partida. Denominaremos este tempo de tempo
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